Ang mga Katangian ng Gas na SF6 o Sulfur Hexafluoride
Kasaysayan ng SF6
SF6 o sulfur hexafluoride gas molecules ay binubuo ng isang sulfur at anim na fluorine atoms. Ang gas na ito ay unang natuklasan noong taon 1900 sa mga laboratoryo ng Faculte de Pharmacie de, sa Paris. Noong 1937, ang General Electrical Company ang unang nagsabi na ang SF6 gas ay maaaring gamitin bilang gaseous insulating material. Pagkatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig, i.e. sa gitna ng ikalabindalawang siglo, ang popularidad ng paggamit ng sulfur hexafluoride gas bilang insulating material sa electrical system ay lumaking labis. Ang Allied Chemical Corporation at Pennsalt ang mga unang American industries na nagsimulang mag-produce ng gas na ito komersyal noong 1948. Sa 1960, ang paggamit ng sulfur hexafluoride gas sa high voltage switchgear ay naging popular. Dahil sa pagtaas ng demand para sa gas na ito, maraming manufacturers sa Europa at Amerika ang nagsimulang mag-produce ng SF6 gas sa malaking scale, noong panahong iyon. Sa simula, ang SF6 gas ay ginagamit lamang para sa insulating purpose sa electrical system. Ngunit sa lalong madaling panahon, natuklasan na ang gas na ito ay may napakalaking arc quenching property. Kaya, ang gas na ito ay nagsimulang gamitin rin bilang arc quenching medium sa circuit breaker. Ang unang SF6 gas insulated substation sa buong mundo ay itinatag sa Paris noong 1966. Ang Sulphur hexafluoride medium voltage circuit breakers ay ipinakilala sa merkado noong 1971.
Paggawa ng SF6 Gas
Ang SF6 gas ay komersyal na ginagawa sa pamamagitan ng reaksyon ng fluorine (nakuha sa pamamagitan ng electrolysis) kasama ang sulfur.
Sa proseso ng paggawa ng gas na ito, iba pang byproducts tulad ng SF4, SF2, S2F2, S2F10 ay ginagawa din sa maliit na porsyento. Hindi lang ang mga byproduct, impurities tulad ng air, moisture, at CO2 ay kasama rin sa gas, sa panahon ng produksyon. Lahat ng mga byproducts at impurities na ito ay pinipili sa iba't ibang yugto ng purification upang makapagbigay ng tuldok at linis na final product.
Chemical Properties ng SF6 Gas
Para suriin ang chemical properties ng SF6 gas, una nating ipapakilala ang structure ng SF6 molecule. Sa gas molecule na ito, ang isang sulphur atom ay nakapaligid ng anim na fluorine atoms.
Ang sulfur ay may atomic number na 16. Ang electronic configuration ng sulphur atom ay 2, 8, 6 i.e. 1S2 2S2 2P6 3S2 3P4. Ang fluorine atom ay may atomic number 9. Ang electronic configuration ng fluorine ay 1S2 2S2 2P5. Ang bawat sulphur atom sa SF6 molecule ay gumagawa ng covalent bond kasama ang 6 fluorine atoms. Sa ganitong paraan, ang sulfur atom ay nakukuha ng total na 6 covalent bonds, i.e. 6 pairs of electrons sa kanyang outer shell, at ang bawat fluorine atom ay nakukuha ng 8 electrons sa kanyang outer most shell.
NB: – Dito maaari nating mapansin na, sa sulfur hexafluoride external shell ng sulphur atom ay may 12 electrons kaysa sa 8 electrons. Ibig sabihin, dito ang sulfur ay hindi sumusunod sa general octal rule ng atomic structure na nagsasaad na, ang isang stable atom ay nangangailangan ng 8 electrons sa kanyang outermost shell. Hindi ito isang exceptional case. Ang ilang elements sa 3rd period at ibaba ay maaaring bumuo ng compound na lumampas sa 8 electrons sa kanyang outer most shell. Ang molecular structure ng gas na ito ay ipinapakita sa ibaba,
Sa ganitong paraan, ang SF6 ay lubos na nasasatisfy ang stable structural condition. Ang effective radius ng isang sulfur hexafluoride molecule ay 2.385 A. Ang electronic configuration at structure ng gas na ito ay nagbibigay kay SF6 ng sobrang stability. Ang gas na ito ay maaaring matibay na walang anumang decomposition sa kanyang molecular structure hanggang 500oC. Ito ay sobrang non-flammable. H2O at Cl hindi maaaring mag-react sa gas na ito. Ito rin ay hindi nag-react sa acid.
Ang SF6 gas ay isa sa mga pinakamabigat na gases. Ang density ng gas na ito sa 20oC sa isang atmospheric pressure, ay humigit-kumulang 6.139 kg/m3 na humigit-kumulang 5 beses mas mataas kaysa sa air sa parehong kondisyon. Ang molecular weight ng gas na ito ay 146.06. Ang variation ng pressure sa temperature ay linear para sa sulfur hexafluoride at ito ay maliit sa loob ng service temperature, i.e. mula – 25 hanggang + 50oC. Ang volumetric specific heat ng gas na ito ay mababa. Ito ay humigit-kumulang 3.7 beses mas mataas kaysa sa air, at dahil dito, ang gas na ito ay may napakalaking cooling effect sa electrical equipment. Ang thermal conductivity ng gas na ito ay hindi masyadong mataas, ito pa nga ay mas mababa kaysa sa air. Gayunpaman, ito ay sapat para sa cooling effect sa circuit breaker. Ito ay dahil, sa panahon ng dissociation ng sulfur hexafluoride molecules paligid ng electric arc, ang mga molecules na ito ay nagsasabsorb ng mataas na dami ng init. Ang init na ito ay pagkatapos ay inilalabas kapag ang molecules ay nag-reform sa periphery ng arc. Ang proseso na ito ay tumutulong sa paglipat ng init mula sa mainit na lugar patungo sa malamig na lugar nang mabilis. Dahil dito, ang gas na ito ay may excellent cooling effect sa mataas na temperatura bagaman ang thermal conductivity ng SF6 ay hindi masyadong mataas.
Electrical Properties ng SF6 Gas
Ang SF6 gas ay may mataas na electronegativity. Dahil sa mataas na electronegativity, ito ay nagsasabsorb ng free electrons na nabubuo dahil sa arcing sa pagitan ng contacts ng circuit breaker. Ang combination ng free electrons kasama ang molecules ay nagpapabunga ng heavy at malalaking ions, na may napakababang mobility. Dahil sa absorption ng free electrons at mababang mobility ng ions, ang SF6 ay may napakalaking dielectric property. Ang dielectric strength ng SF6 gas ay humigit-kumulang 2.5 beses mas mataas kaysa sa air.
